課時43基因工程的基本工具和操作程序-2023年高考生物一輪復(fù)習(xí)小題多維練

專題十五基因工程和生物技術(shù)的安全性和理論問題課時43基因工程的基本工具和操作程序1．下列與DNA粗提取與鑒定的敘述，錯誤的是（

）A．豬血比雞血更適合作為提取DNA的材料B．DNA在不同濃度的NaCl溶液中溶解度不同C．預(yù)冷的乙醇可用來進(jìn)一步純化粗提的DNAD．用二苯胺試劑鑒定DNA需要進(jìn)行水浴加熱【答案】A【解析】豬屬于哺乳動物，其成熟的紅細(xì)胞沒有細(xì)胞核及各種細(xì)胞器，提取不到DNA，而雞屬于鳥類，其紅細(xì)胞內(nèi)含有細(xì)胞核與各種細(xì)胞器，DNA含量較多，A錯誤；由于DNA在不同氯化鈉溶液中的溶解度不同，因此可以采用不同濃度的NaCl溶液反復(fù)溶解與析出DNA的方法去除部分雜質(zhì)，B正確；在冷的95%酒精溶液中DNA的溶解度最低，DNA的沉淀量最大，故預(yù)冷的乙醇可用來進(jìn)一步純化粗提的DNA，C正確；將析出的DNA溶解在2mol/L的NaCl溶液中，加入二苯胺試劑后需要水浴加熱才會呈現(xiàn)藍(lán)色，D正確。2．在重組DNA技術(shù)中，將外源基因?qū)胧荏w細(xì)胞，通常是利用質(zhì)粒作為載體。下列關(guān)于質(zhì)粒的敘述，正確的是（

）A．質(zhì)粒是一種只存在于原核細(xì)胞中的結(jié)構(gòu)簡單的環(huán)狀DNA分子B．質(zhì)粒的復(fù)制和表達(dá)過程都遵循中心法則和堿基互補(bǔ)配對原則C．目的基因只有通過質(zhì)粒整合到受體細(xì)胞的DNA中才能表達(dá)D．大多數(shù)天然質(zhì)粒都不需要人工改造，可以直接作為載體使用【答案】B【解析】質(zhì)粒存在于許多細(xì)菌以及酵母菌（真核細(xì)胞）中的有自主復(fù)制能力的小型環(huán)狀DNA分子，A錯誤；質(zhì)粒的復(fù)制和表達(dá)都遵循中心法則，也遵循堿基互補(bǔ)配對原則，B正確；只需要將含有目的基因的質(zhì)粒導(dǎo)入受體細(xì)胞，無需整合到受體細(xì)胞的DNA中也能表達(dá)，C錯誤；天然的質(zhì)粒不能直接作為載體，基因工程中用到的質(zhì)粒都是在天然質(zhì)粒的基礎(chǔ)上進(jìn)行過人工改造的，D錯誤。3．引物是一小段能與DNA母鏈上一段堿基序列互補(bǔ)配對的短單鏈核酸。下列相關(guān)敘述錯誤的是（

）A．引物的基本骨架由“磷酸—脫氧核糖”與“堿基”交替排列構(gòu)成B．引物5'端為游離的磷酸基團(tuán)C．引物與DNA母鏈3'端堿基序列互補(bǔ)配對D．若DNA多起點(diǎn)復(fù)制，則該過程需要多種引物的參與【答案】A【解析】引物是一小段能與DNA母鏈上一段堿基序列互補(bǔ)配對的短單鏈核酸，可能是DNA片段或RNA片段，其基本骨架由磷酸和脫氧核糖（或核糖）交替排列構(gòu)成，A錯誤；核酸單鏈5'端均為游離的磷酸基團(tuán)，B正確；堿基序列互補(bǔ)配對的兩條鏈遵循反向平行的原則，DNA單鏈延伸的方向?yàn)?'→3'，所以引物與DNA母鏈3'端互補(bǔ)，C正確；引物作為子鏈的5'端片段，若DNA多起點(diǎn)復(fù)制，則子鏈有多個起始位點(diǎn)，可能需要多種引物，D正確。4．下列關(guān)于基因文庫的說法，錯誤的是（

）A．基因文庫可分為基因組文庫和部分基因文庫B．cDNA文庫屬于部分基因文庫C．cDNA文庫中的基因不含內(nèi)含子，含有啟動子D．同種生物的cDNA文庫中基因數(shù)量較基因組文庫少【答案】C【解析】基因文庫包括基因組文庫和部分基因文庫。其中基因組文庫包含某種生物所有的基因，而部分基因文庫只包含某種生物的部分基因，A正確；cDNA文庫包括了生物細(xì)胞中全部mRNA信息的cDNA，不包含生物的所有基因，屬于部分基因組文庫，B正確；由于基因轉(zhuǎn)錄過程中，不轉(zhuǎn)錄啟動子序列，內(nèi)含子序列轉(zhuǎn)錄下來后在RNA成熟的過程中被剪切掉，所以由mRNA逆轉(zhuǎn)錄形成的cDNA文庫中的基因不含內(nèi)含子和啟動子，C錯誤；其中基因組文庫包含某種生物所有的基因，而部分基因文庫只包含某種生物的部分基因，D正確。5．下列關(guān)于“基因探針”的敘述，錯誤的是（

）A．基因探針既可以檢測某一特定的DNA，也可檢測RNAB．基因探針是一小段具有特定核苷酸序列的單鏈核酸序列C．基因探針既可以檢測核酸分子，又可以檢測特定的蛋白質(zhì)D．基因探針以單鏈形式發(fā)揮作用，其放射性和熒光標(biāo)記便于檢測【答案】C【解析】基因探針可以和DNA或RNA上的堿基互補(bǔ)配對，所以既可以檢測DNA，也可以檢測RNA，A正確；基因探針是一段具有特定核苷酸序列的單鏈核酸序列，一般是是單鏈DNA序列，B正確；基因探針是通過堿基互補(bǔ)配對與目標(biāo)物結(jié)合的，所以無法檢測蛋白質(zhì)，C錯誤；基因探針是單鏈核酸序列，通過放射性和熒光標(biāo)記可作為標(biāo)記以便于檢測，D正確。6．如圖為部分限制酶的酶切位點(diǎn)，下列相關(guān)敘述正確的是A．限制酶識別單鏈DNA分子的特定核苷酸序列B．限制酶作用于DNA分子一端后可產(chǎn)生4個游離磷酸基團(tuán)C．限制酶HindⅢ作用后，產(chǎn)生的黏性末端可表示為—AGCTTD．限制酶SpeⅠ和XbaⅠ作用后的黏性末端可被DNA連接酶連接【答案】D【解析】限制酶能識別雙鏈DNA分子的特定核苷酸序列，A錯誤；限制酶作用于DNA分子一端后有1個切口，可產(chǎn)生2個游離磷酸基團(tuán)，B錯誤；據(jù)圖可知，限制酶HindⅢ作用后，產(chǎn)生的黏性末端可表示為AGCT，C錯誤；限制酶SpeⅠ和XbaⅠ作用后的黏性末端相同，均為CTAG，故可被DNA連接酶連接，D正確。7．用限制酶HindⅢ、BamHⅠ及兩者的混合物分別切割一個長度為4kb（1kb即1千個堿基對）的線性DNA分子，切割產(chǎn)物分別進(jìn)行瓊脂糖凝膠電泳，結(jié)果如圖甲所示。據(jù)此定位這兩種限制酶的切割位點(diǎn)如圖乙，下列分析錯誤的是（）A．瓊脂糖凝膠的加樣孔在甲圖各圖示的上端B．乙圖中b也是BamHⅠ的酶切位點(diǎn)C．乙圖中cd的長度為0．3kbD．若將這個線性DNA分子首尾相連，用HindⅢ切割，只能形成一個4kb的片段【答案】D【解析】瓊脂糖凝膠電泳中較小的DNA片段在瓊脂糖凝膠中比較大的DNA片段移動得更遠(yuǎn)，據(jù)圖可知，下端DNA分子片段較小，因此加樣孔在甲圖各圖示的上端，A正確；據(jù)題意可知，HindⅢ酶切后，形成2個DNA片段（2.8kb和1.2kb），BamHⅠ酶切后形成3個DNA片段（1.8kb、1.3kb和0.9kb），兩種酶共同酶切后形成4個DNA片段（1.8kb、1.0kb、0.9kb和0.3kb），因此該DNA片段上酶切位點(diǎn)的圖示為：，因此乙圖中b和d是BamHⅠ的酶切位點(diǎn)，cd的長度為1.2kb0.9kb=0.3kb，BC正確；據(jù)圖可知，該片段中只有一個HindⅢ酶切位點(diǎn)，但這個線性DNA分子首尾相連后是否會出現(xiàn)另一個HindⅢ酶切位點(diǎn)并不知道，因此若將這個線性DNA分子首尾相連，用HindⅢ切割，不一定只形成一個4kb的片段，D錯誤。8．以下為形成cDNA過程和PCR擴(kuò)增過程示意圖。據(jù)圖分析，下列說法正確的是（

）A．催化①過程的酶是RNA聚合酶B．④過程發(fā)生的變化稱為復(fù)性C．催化②⑤過程的酶都是DNA聚合酶，都必須能耐高溫D．如果RNA單鏈中A與U之和占該鏈堿基含量的40%，則一個雙鏈DNA中，A與U之和也占該DNA堿基含量的40%【答案】B【解析】①過程為逆轉(zhuǎn)錄過程，故催化①過程的酶是逆轉(zhuǎn)錄酶，A錯誤；④為復(fù)性過程，發(fā)生的變化是引物與互補(bǔ)DNA鏈結(jié)合，B正確；催化②過程（DNA復(fù)制）需要的酶是DNA聚合酶，催化⑤過程（DNA單鏈延伸）的酶是耐高溫DNA聚合酶Taq酶，⑤過程進(jìn)行的溫度是70℃，因此催化⑤過程的DNA聚合酶耐高溫，C錯誤；根據(jù)堿基互補(bǔ)原則AT，UA，如果RNA單鏈中A與U之和占該鏈堿基含量的40%，則一個雙鏈DNA中，A與T之和也占該DNA堿基含量的40%，DNA中不含有U，D錯誤。9．新型冠狀病毒是一種RNA病毒，臨床檢測最初采用核酸檢測的方法，該方法首先要進(jìn)行DNA的擴(kuò)增，其一般過程是先通過一定的方法從患者體內(nèi)獲得RNA，然后通過相應(yīng)的酶合成cDNA(互補(bǔ)DNA)，最后在特異性引物的幫助下擴(kuò)增DNA。以下相關(guān)說法不正確的是（

）A．此過程中用到了逆轉(zhuǎn)錄酶、Taq酶和DNA連接酶等B．所設(shè)計(jì)的引物應(yīng)該能與cDNA特異性結(jié)合C．從患者體內(nèi)獲得的RNA中可能包含患者自身基因轉(zhuǎn)錄的RNAD．核酸檢測擴(kuò)增DNA時用到了PCR技術(shù)【答案】A【解析】此過程中以病毒RNA為模板合成cDNA的過程需要逆轉(zhuǎn)錄酶，在以cDNA為模板擴(kuò)增DNA的過程需要TaqDNA聚合酶，不需要DNA連接酶，A錯誤；在體外擴(kuò)增DNA時，所設(shè)計(jì)的引物應(yīng)該能與cDNA（模板鏈）特異性結(jié)合，B正確；從患者體內(nèi)獲得的RNA中包含患者自身基因轉(zhuǎn)錄的RNA和病毒RNA，C正確；核酸檢測中，以cDNA為模板擴(kuò)增DNA的過程用到了PCR技術(shù)，D正確。10．羧酸酯酶（CarE）可分解馬拉硫酸類農(nóng)藥以降低環(huán)境污染，下圖為利用基因工程技術(shù)生產(chǎn)CarE制劑的流程示意圖。下列敘述正確的是（

）A．過程①獲取目的基因的方法比直接從生物體獲取的成功率高B．過程②所用的引物常為一段與目的基因互補(bǔ)的核糖核苷酸單鏈C．過程③使用的方法常為顯微注射，使重組表達(dá)載體進(jìn)入受體細(xì)胞D．過程④完成后的工程菌細(xì)胞中檢測到CarE基因說明轉(zhuǎn)基因成功【答案】A【解析】利用mRNA通過反轉(zhuǎn)錄法合成相應(yīng)的cDNA文庫，從而獲取目的基因針對性更強(qiáng)，比直接從生物體獲取的成功率高，A正確；過程②所用的引物常為一段與目的基因互補(bǔ)的脫氧核糖核苷酸單鏈，B錯誤；將目的基因?qū)氪竽c桿菌的方法常感受態(tài)細(xì)胞法，使重組表達(dá)載體進(jìn)入受體細(xì)胞，C錯誤；過程④完成后的工程菌細(xì)胞中檢測到CarE基因只能說明導(dǎo)入成功，需在工程菌中檢測到其表達(dá)產(chǎn)物羧酸酯酶方可說明轉(zhuǎn)基因成功，D錯誤。11．面對新冠疫情，最常見的檢測方法是新冠病毒核酸檢測，原理為實(shí)時熒光定量PCR（RTPCR）檢測法，技術(shù)流程如下圖所示，①②③表示相關(guān)步驟。請回答：(1)PCR技術(shù)與DNA體內(nèi)復(fù)制過程相比，兩者的復(fù)制方式都是____________。RTPCR過程中，需先以RNA為模板合成cDNA，故裝置中需添加____________酶。(2)過程①中，RNA提取裂解液可同時滅活病毒，原因是____________。采集到的樣本要迅速進(jìn)行病毒滅活處理，其目的是____________。步驟③需要的酶是____________，引物F和引物R是根據(jù)____________序列合成的。(3)在進(jìn)行新冠病毒核酸檢測時，通常以病毒的ORF1b基因?yàn)闄z測的目標(biāo)基因，是因?yàn)镺RF1ab基因具有____________的特點(diǎn)。【答案】(1)

半保留復(fù)制

逆轉(zhuǎn)錄(2)

蛋白酶K能催化病毒蛋白質(zhì)水解

提高樣本轉(zhuǎn)運(yùn)和檢測階段的安全性

TagDNA聚合酶

一段已知的新冠病毒RNA的堿基(3)特異性強(qiáng)、基因結(jié)構(gòu)相對穩(wěn)定（變異?。窘馕觥縋CR技術(shù)與DNA體內(nèi)復(fù)制的復(fù)制方式都是半保留復(fù)制。（1）PCR技術(shù)與DNA體內(nèi)復(fù)制的復(fù)制方式都是半保留復(fù)制。RTPCR過程中cDNA的合成為逆轉(zhuǎn)錄過程，需向裝置中添加逆轉(zhuǎn)錄酶。（2）根據(jù)圖示，RNA提取裂解液含有的蛋白酶K，可以促進(jìn)病毒蛋白質(zhì)的水解，起到滅活病毒的作用。采樣后迅速進(jìn)行病毒滅活，可以防止樣本在運(yùn)輸和檢測階段造成病毒泄漏，以提高樣本轉(zhuǎn)運(yùn)和檢測階段的安全性。步驟③是DNA的復(fù)制，需要熱穩(wěn)定的TaqDNA聚合酶催化，引物F和引物R是根據(jù)一段已知新冠病毒的核苷酸序列合成的。（3）在進(jìn)行新冠病毒核酸檢測時，選擇的檢測的目標(biāo)基因應(yīng)具有特異性強(qiáng)、基因結(jié)構(gòu)相對穩(wěn)定（變異?。┑奶攸c(diǎn)。12．β葡萄糖苷酶（BglB）是工業(yè)生產(chǎn)中降解纖維素的關(guān)鍵酶，研究人員利用基因工程技術(shù)，將編碼BglB的基因轉(zhuǎn)移到了大腸桿菌的細(xì)胞中并使之表達(dá)。下圖1~3分別表示BglII、BamHI兩種限制酶的識別序列和酶切位點(diǎn)，及其在質(zhì)粒和含凝乳酶基因的外源DNA片段上的切割位點(diǎn)。其中，質(zhì)粒含有l(wèi)eu2基因，可用于合成亮氨酸，目的基因含有卡那霉素抗性基因KanR?；卮鹣铝袉栴}：(1)在基因工程中，質(zhì)粒和目的基因構(gòu)建重組質(zhì)粒時必需的工具酶有_____、_____。為了擴(kuò)增重組質(zhì)粒，需用____處理將其轉(zhuǎn)入處于_______態(tài)的大腸桿菌細(xì)胞中。(2)根據(jù)圖1分別寫出BgIⅡ與BamHⅠ酶切后形成的末端序列____、_____。(3)BgIII酶切后的質(zhì)粒與BamHⅠ酶切后的目的基因能夠連接的原因是_______。(4)將連接后的產(chǎn)物轉(zhuǎn)入某種大腸桿菌，該細(xì)菌對卡那霉素敏感，且不能在缺乏亮氨酸的培養(yǎng)基中培養(yǎng)。使用BgIII處理重組質(zhì)粒，可以得到長度為_____bp的環(huán)狀DNA．若要篩選含有重組質(zhì)粒的大腸桿菌，應(yīng)選擇______的培養(yǎng)基進(jìn)行培養(yǎng)。(5)大腸桿菌不能降解纖維素，但轉(zhuǎn)入上述建構(gòu)好的表達(dá)載體后則獲得了降解纖維素的能力，這是因?yàn)開____?！敬鸢浮?1)

限制性核酸內(nèi)切酶（限制酶）

DNA連接酶

鈣離子

感受(2)

(3)酶切后產(chǎn)生相同的黏性末端（并遵循堿基互補(bǔ)配對原則）(4)

3300

含卡那霉素但不含亮氨酸(5)轉(zhuǎn)基因的大腸桿菌能分泌出有活性的BglB酶【解析】（1）在基因工程中，質(zhì)粒和目的基因構(gòu)建重組質(zhì)粒時必需先用限制性核酸內(nèi)切酶（限制酶）切割，將切割后的質(zhì)粒和目的基因連接起來需要DNA連接酶。為了擴(kuò)增重組質(zhì)粒，需用鈣離子處理將其轉(zhuǎn)入處于感受態(tài)的大腸桿菌細(xì)胞中。（2）分析圖1可知，BgIⅡ切割A(yù)GATCT序列中A與G之間的磷酸二酯鍵，酶切后形成的末端序列為；BamHⅠ切割GGATCC序列G與G之間的磷酸二酯鍵，酶切后形成的末端序列為。（3）由于BgIII酶切后的質(zhì)粒與BamHⅠ酶切后產(chǎn)生相同的黏性末端并遵循堿基互補(bǔ)配對原則，因此BgIII酶切后的質(zhì)粒與BamHⅠ酶切后的目的基因能夠連接。